大砝码现场检定装置的研究

　　1　引言

　　大砝码是许多工厂企业、码头、电厂以及公路等安装的大型衡器进行自行检定和标定的重要手段，其准确与否直接影响到企业的能耗、产品质量和经济效益。随着政府有关管理部门对公路上行驶的超载车辆检查处罚力度的加大，超限检测也在全国普遍实施。大砝码的质量一般为0.5t和1t，形状有锁形、扁形和圆形等，由于大砝码体积和重量过于庞大，带来运输成本较高和运输的不方便性，所以客户一般要求现场检定，由此，现场检定设备的研制就显得越发重要。现场检定的标准衡器要求有较好的环境适应性，较好的稳定性和重复性，并且操作要安全方便。为此，我们对获得专利技术的一台大砝码检定装置重新进行全面的更新和改造。

　　2　基本原理和设计

　　(1) 传感器是衡量仪器的心脏，而目前使用较为普遍的大多为应变式称重传感器，它的好坏直接影响到称量的准确度，尤其是大称量的传感器，材质和工艺要求相对较高，但在全量程范围内都要保证准确度不仅有难度而且成本也高。为了克服这些问题，我们从检定工作的特点入手，确定提高称重范围中固定称重点的准确度来满足大砝码的检定。首先为了解决感器应变式电阻输出电信号在大幅度加卸载的形变中较易产生不稳定性，设计项目的关键——一个预压机构，从而解决重复性不能满足检定的问题。也就是在检定前先施加预压载荷，使其回程变形量变小，从而减少传感器蠕变所引起的误差，解决重复性和稳定性变化较大的问题。(图1)

　　在保证原结构原理以及称量准确的情况下，对加载区域的设计进行一定调整。原设备的加载区域过于偏外侧，在检测底部面积较大的砝码时，若摆放位置不适当，容易产生砝码倾斜，可能造成秤体内支架扭曲，直接导致称重准确度无法保证，而且在实际运用中砝码的倾斜将产生不安全因素，故将受力点向中心进行调整，让检定装置具备更充分的支撑面来承受底面积较大的砝码，这样可以使用砝码较平衡的加载于秤台面上，即保证的检测准确度，又增加了安全系数。

　　(2) 称重显示器是将来自传感器的电信号通过A/D转换器生成数字读数的仪表装置，它的准确度同样重要，尤其是分辨率和A/D转换速度将直接影响检定装置的整体的准确度。针对JJG99-2006砝码检定规程对大砝码的准确度要求，称重显示器至少需要满足十万之一的准确度要求。我们重新配置高准确度称重仪表，不但可以外接蓄电池作为后备电源，最重要的是，它可以将自己显示的数据直接发送或接收指令发送到与其相连接的具备PC功能的计算或仪表中,为生成原始记录打下基础。由于条件所限，有的现场存在安全隐患。为此配备了远程操作功能。利用PC电脑作为数据采集器，对称重平台进行扩展，使用专用控制软件，可以做到PC电脑发送指令，远距离控制将称重数显仪表的工作读数回传至PC电脑， 即远离现场也可完成检定。